JP5933132B2 - Electrical plug and energy transmission configuration - Google Patents
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Description
本発明は、電気エネルギーの伝送のために送電線と結合可能な接続ユニットと、差込み部と結合部とを有する少なくとも1つの電気接続ピンであって、結合部は接続ユニットと電気的に結合され、差込み部は、割り当てられたソケット接触子との解消可能な差込み接続を確立するよう構成される、上記少なくとも1つの電気接続ピンとを有する電気プラグに関する。 The present invention is a connection unit that can be coupled to a power transmission line for transmission of electrical energy, and at least one electrical connection pin having an insertion portion and a coupling portion, and the coupling portion is electrically coupled to the connection unit. The plug-in relates to an electrical plug having the at least one electrical connection pin configured to establish a releasable plug-in connection with the assigned socket contact.
さらに、本発明は、冒頭に挙げた形態による電気プラグと、電気プラグの接続ユニットと電気的に結合された送電線とを備えたエネルギー伝送構成に関する。 Furthermore, the present invention relates to an energy transmission configuration comprising an electrical plug according to the form mentioned at the beginning and a power transmission line electrically coupled to a connection unit of the electrical plug.
車両駆動技術の分野では、唯一の駆動部として、または他の種類の原動機(ハイブリッド駆動部)と共に電気機械を利用することが一般に公知である。このような電気自動車またはハイブリッド自動車では、電気機械は、典型的に、例えば蓄電池のような電気エネルギー貯蔵器により電気エネルギーが供給される原動機として利用される。電気自動車またはプラグイン(Plugin)ハイブリッド自動車の電気エネルギー貯蔵器は、当該エネルギー貯蔵器を電気エネルギーで充電するために、充電状態に従って定期的に電気エネルギー供給ネットワークと接続する必要がある。 In the field of vehicle drive technology, it is generally known to use electric machines as the sole drive or with other types of prime movers (hybrid drives). In such an electric vehicle or a hybrid vehicle, the electric machine is typically used as a prime mover that is supplied with electric energy by an electric energy store such as a storage battery. The electric energy storage of an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle needs to be connected to an electric energy supply network periodically according to the state of charge in order to charge the energy storage with electric energy.
充電ステーションから車両へと電気エネルギーを伝送するために、例えば、誘導的に結合された無線エネルギー伝送システム、またはケーブルを利用することが可能である。ケーブルを利用する際には、トラクションバッテリを充電するために電気自動車またはハイブリッド自動車を各任意の規格ソケットと接続できる場合には、特に、ユーザにとって使い勝手が良い。しかしながら、このような規格ソケットの場合、充電ケーブルが簡単に抜けることを防ぐ特別な固定装置が存在しない。これにより、充電ケーブルは、充電過程の全負荷(約3.6kW)がかかった状態で抜ける可能性がある。このことは、充電ケーブルのプラグとソケットとの間でアーク放電が発生することに繋がりうる。その結果として、プラグとソケットに損傷が与えられる可能性がある。さらに、利用者が火傷をする危険性が発生する。 In order to transmit electrical energy from the charging station to the vehicle, for example, an inductively coupled wireless energy transmission system or cable can be utilized. When using the cable, it is particularly convenient for the user if the electric vehicle or the hybrid vehicle can be connected to each arbitrary standard socket to charge the traction battery. However, in the case of such a standard socket, there is no special fixing device that prevents the charging cable from being easily disconnected. As a result, the charging cable may be disconnected in a state where the full load (about 3.6 kW) in the charging process is applied. This can lead to arcing between the plug and socket of the charging cable. As a result, the plug and socket can be damaged. Furthermore, there is a risk that the user will be burned.
規格に準拠したEVSE設備(Electric Vehicle Supply Equipment。電気自動車の充電ケーブル)が、対応する差込みコネクタと共に利用される際には、機械的な押しボタンまたは電気機械的なインタロック装置によって、負荷がかかった状態での充電ケーブルの離脱が防止される。例えば、対応する機械的な押しボタンが押されると同時に、充電ケーブルが抜ける前にエネルギー伝送を中断するスイッチが作動される。電気機械的なインタロック装置が利用される際には、このインタロック装置によって、充電過程が正しく終了し、または充電過程がユーザ介入により(例えば、スイッチ作動)中断された場合に初めてプラグが解放される。 When standard-compliant EVSE equipment (electric vehicle supply cable) is used with a corresponding plug-in connector, it is loaded by a mechanical push button or an electromechanical interlock device. The charging cable is prevented from being detached in the state where For example, at the same time as the corresponding mechanical push button is pressed, a switch is activated that interrupts energy transmission before the charging cable is disconnected. When an electromechanical interlock device is used, it will only release the plug if the charging process is completed correctly or if the charging process is interrupted by user intervention (eg switch activation). Is done.
ただし、電気自動車またはハイブリッド自動車は、特別なEVSE設備でのみ充電することが可能であり、各任意の規格ソケットで充電できるわけではない。したがって、このような車両の操作の快適性は非常に制限される。 However, an electric vehicle or a hybrid vehicle can be charged only with a special EVSE facility, and cannot be charged with each arbitrary standard socket. Therefore, the comfort of operation of such a vehicle is very limited.
したがって、本発明は、電気エネルギーの伝送のために送電線と結合可能な接続ユニットと、差込み部と結合部とを有する少なくとも1つの電気接続ピンであって、結合部は接続ユニットと電気的に結合され、差込み部は、接続ピンとソケット接触子とを電気的に結合させるために、割り当てられたソケット接触子との解消可能な差込み接続を確立するよう構成される、上記少なくとも1つの電気接続ピンと、接続ピンに加えられる牽引力、および/または、ソケット接触子に対する相対的な接続ピンの移動を検出し、エネルギー伝送を中断するための停止信号を提供するよう構成された検出ユニットとを有する、電気プラグを提供する。 Accordingly, the present invention is a connection unit that can be coupled to a power transmission line for transmission of electrical energy, and at least one electrical connection pin having an insertion portion and a coupling portion, the coupling portion being electrically connected to the connection unit. The at least one electrical connection pin coupled and wherein the plug is configured to establish a reversible plug connection with the assigned socket contact to electrically couple the connection pin and the socket contact; A detection unit configured to detect a traction force applied to the connection pin and / or a movement of the connection pin relative to the socket contact and provide a stop signal for interrupting energy transmission Provide a plug.
さらに、本発明は、本発明に係る電気プラグと、電気プラグの接続ユニットと電気的に結合された送電線と、電気プラグの検出ユニットと電気的に結合され、検出ユニットの停止信号および/または作動信号に基づいて送電線を介したエネルギーの伝送を制御するよう構成された制御ユニットとを備えたエネルギー伝送構成を提供する。 Furthermore, the present invention provides an electrical plug according to the present invention, a transmission line electrically coupled to the connection unit of the electrical plug, a detection unit of the electrical plug, and a stop signal of the detection unit and / or An energy transmission configuration is provided that includes a control unit configured to control transmission of energy over a transmission line based on an actuation signal.
電気プラグの検出ユニットによって、差込み接続の解消を適時に検出し、その結果として、エネルギー伝送を中断するための停止信号を提供することが可能である。これにより、アーク放電の発生が防止される。さらに、利用者にとっては火傷の危険性が生じない。さらに、電気プラグおよび割り当てられたソケット接触子への損傷が回避される。 With the detection unit of the electrical plug, it is possible to detect the disconnection of the plug-in connection in a timely manner and as a result provide a stop signal for interrupting energy transmission. Thereby, generation | occurrence | production of arc discharge is prevented. Furthermore, there is no risk of burns for the user. Furthermore, damage to the electrical plug and the assigned socket contact is avoided.
差込み接続を解消するために特別な機械的ボタンを押す必要がないため、電気プラグの操作は非常に簡単である。さらに、いつでもソケット接触子からプラグを抜くことが可能である。プラグがソケット接触子から抜かれる前に、例えば、充電過程が正しく終了するまで、必ずしも待つ必要はない。 The operation of the electrical plug is very simple because it is not necessary to press a special mechanical button to break the plug-in connection. Furthermore, it is possible to unplug from the socket contacts at any time. It is not always necessary to wait for the charging process to finish correctly, for example, before the plug is removed from the socket contact.
追加的に、本発明に係る電気プラグは、規格ソケットをソケット接触子として利用する可能性を提供する。これにより、各規格ソケットを、電気自動車の充電のために利用することが可能である。これにより、電気自動車/ハイブリッド自動車の使い易さが著しく向上する。 Additionally, the electrical plug according to the present invention offers the possibility of using standard sockets as socket contacts. Thus, each standard socket can be used for charging an electric vehicle. This significantly improves the usability of the electric vehicle / hybrid vehicle.
検出ユニットが、牽引力が力に関する閾値を越え、および/または、上記移動が移動に関する閾値を超える場合に、停止信号を提供するよう構成される場合には、特に有利である。 It is particularly advantageous if the detection unit is configured to provide a stop signal when the traction force exceeds a threshold value for force and / or the movement exceeds a threshold value for movement.
この処置によって、差込み接続の解消が確実に検出される。プラグでの僅かな牽引力、またはプラグの小さな移動/振動によっては、エネルギー伝送の停止は起こらない。これにより、エネルギー伝送の安定性を向上させることが可能である。 By this measure, the cancellation of the plug-in connection is reliably detected. A slight traction on the plug or a small movement / vibration of the plug will not cause the energy transfer to stop. Thereby, it is possible to improve the stability of energy transmission.
さらなる別の実施形態において、閾値は、少なくとも当該閾値に達するまでは割り当てられたソケット接触子との差込み接続が存続するように、設定される。 In yet another embodiment, the threshold is set such that the plug-in connection with the assigned socket contact persists at least until the threshold is reached.
これにより、エネルギー伝送が既に中断されている場合に初めて、プラグとソケット接触子との間の電気接触が絶たれるということが実現される。この処置によって、もはやアーク放電は発生しえない。その結果として、利用者が火傷する危険性、または予期せず可燃性物質が発火する危険性は生じない。電気プラグが抜けた際に、電気プラグおよび割り当てられたソケット接触子に損傷が与えられることが防止される。 This realizes that the electrical contact between the plug and the socket contact is broken only when the energy transmission has already been interrupted. With this measure, arcing can no longer occur. As a result, there is no risk of user burns or unexpectedly flammable material ignition. When the electrical plug is removed, the electrical plug and the assigned socket contact are prevented from being damaged.
さらなる別の実施形態によれば、検出ユニットは力測定素子を有し、この力測定素子は、接続ピンと機械的に結合され、かつ、差込み接続が解消された際の接続ピンとソケット接触子との間の力に基づいて牽引力を検出するよう構成される。 According to yet another embodiment, the detection unit comprises a force measuring element, which is mechanically coupled with the connection pin and between the connection pin and the socket contact when the plug-in connection is broken. The traction force is configured to be detected based on the force between.
本実施形態においては、ソケット接触子で直接的に牽引力が定められる。牽引力が力に関する閾値を超える場合には、差込み接続の解消が検出され、エネルギー伝送を停止するための停止信号が生成される。 In the present embodiment, the traction force is directly determined by the socket contact. If the tractive force exceeds a force threshold, the disconnection is detected and a stop signal is generated to stop energy transmission.
さらなる別の実施形態において、力測定素子は、差込み接続が確立される際の接続ピンとソケット接触子との間の圧縮力を検出するよう構成され、力に関する閾値は、差込み接続が確立される際に検出された圧縮力の値である。 In yet another embodiment, the force measuring element is configured to detect a compressive force between the connection pin and the socket contact when the plug connection is established, and the threshold for the force is when the plug connection is established. The value of the compression force detected in
この処置によって、差込み接続の確立のために必要な圧縮力を測定することで、力に関する閾値が非常に簡単に決定される。牽引力が、このように定められた力に関する閾値を超える場合には、差込み接続の解消が非常に信頼性高く推測されうる。 This measure makes it very easy to determine the force threshold by measuring the compression force required to establish the plug-in connection. If the traction force exceeds the threshold value for the force thus defined, the cancellation of the plug connection can be estimated very reliably.
さらなる別の実施形態によれば、検出ユニットは、摺動可能な要素を有し、この摺動可能な要素は、予圧力によって初期位置に保たれ、牽引力が予圧力を超える場合に初期位置から移動可能であり、その際に、予圧力は力に関する閾値である。 According to yet another embodiment, the detection unit has a slidable element that is kept in the initial position by the preload, and from the initial position when the traction force exceeds the preload. In this case, the preload is a force threshold.
本実施形態において、摺動可能な要素は、牽引力が力に関する閾値を超えるまで初期位置に保たれる。力に関する閾値を越えた際に、摺動可能な要素は初期位置から移動し、差込み接続の解消が検出される。これにより、プラグとソケット接触子との電気接触が絶たれる前に適時に、エネルギー伝送が停止信号によって中断されうる。 In this embodiment, the slidable element is kept in the initial position until the traction force exceeds a force threshold. When the force threshold is exceeded, the slidable element moves from its initial position and the disconnection of the plug connection is detected. As a result, energy transmission can be interrupted by the stop signal in a timely manner before the electrical contact between the plug and the socket contact is broken.
さらなる別の実施形態において、検出ユニットは、予圧力を提供するためのばね要素を有する。 In yet another embodiment, the detection unit has a spring element for providing a preload.
ばね要素によって、予圧力が非常に簡単に、かつ安価に提供される。 The spring element provides the preload very simply and inexpensively.
さらなる別の実施形態において、検出ユニットは、接続ピンの移動に基づいて摺動可能な摺動機構を有し、検出ユニットは、摺動機構が初期位置に対して移動に関する閾値の分だけ摺動した場合に、停止信号を提供するよう構成される。 In yet another embodiment, the detection unit has a sliding mechanism that is slidable based on the movement of the connection pin, and the detection unit slides by a threshold value relating to the movement of the sliding mechanism relative to the initial position. If so, it is configured to provide a stop signal.
本実施形態において、摺動機構が、移動に関する閾値の分だけ、すなわち所定の区間の分だけ初期位置に対して摺動され次第、差込み接続の解消が検出される。移動に関する閾値は有利に、この摺動後の位置でもプラグが未だソケット接触子と電気的に接続しているように選択される。したがって、場合によっては生じるアーク放電による、プラグまたはソケット接触子への損傷が回避される。 In this embodiment, as soon as the sliding mechanism is slid relative to the initial position by the threshold value relating to movement, that is, by a predetermined interval, the cancellation of the plug-in connection is detected. The threshold for movement is advantageously chosen so that the plug is still in electrical connection with the socket contact even in this position after sliding. Thus, damage to the plug or socket contact due to arcing that may occur is avoided.
さらなる別の実施形態によれば、検出ユニットは、摺動機構の初期位置が設定されている場合に、エネルギー伝送を開始するための作動信号を提供するよう構成される。 According to yet another embodiment, the detection unit is configured to provide an activation signal for initiating energy transfer when the initial position of the sliding mechanism is set.
摺動機構によって、プラグが完全にソケット接触子内に収容されているかどうかを非常に簡単に検出することが可能である。摺動機構が初期位置にある場合には、差込み接続の確立が検出され、エネルギー伝送を開始するために作動信号が生成される。 The sliding mechanism makes it very easy to detect whether the plug is completely contained in the socket contact. When the sliding mechanism is in the initial position, the establishment of the plug-in connection is detected and an activation signal is generated to initiate energy transfer.
さらなる別の実施形態において、検出ユニットはさらなる別のばね要素を有し、このさらなる別のばね要素は、接続ピンの移動に対応して摺動機構を摺動させるために、摺動機構に対して力を加えるよう構成される。 In yet another embodiment, the detection unit has a further separate spring element, which is further with respect to the sliding mechanism for sliding the sliding mechanism in response to the movement of the connecting pin. Configured to apply force.
この処置によって、摺動機構は、少なくとも所定の領域に渡って接続ピンの移動と同期して(ソケット接触子に対して相対的に)摺動される。これにより、差込み接続の解消/確立が確実に検出されうる。 By this measure, the sliding mechanism is slid (relative to the socket contact) in synchronism with the movement of the connecting pin over at least a predetermined region. Thereby, the cancellation / establishment of the plug-in connection can be reliably detected.
さらなる別の実施形態において、摺動機構は接続ピンと同軸上に配置されたスリーブを有する。 In yet another embodiment, the sliding mechanism has a sleeve arranged coaxially with the connecting pin.
これは、摺動機構の簡単かつ安価な実現である。 This is a simple and inexpensive realization of the sliding mechanism.
さらなる別の実施形態において、検出ユニットは、停止信号および/または作動信号を、エネルギー伝送を制御する制御ユニットに提供するよう構成される。 In yet another embodiment, the detection unit is configured to provide a stop signal and / or an activation signal to a control unit that controls energy transfer.
検出ユニットと結合された制御ユニットは、提供された停止信号/作動信号を利用して、エネルギー伝送を停止または開始することが可能である。制御ユニットとして、例えば、電気自動車の既存の充電装置を利用することが可能である。代替的に、エネルギー伝送構成の一部として(例えば、充電ケーブルの一部として)構成された別の制御装置が設けられてもよい。 A control unit coupled to the detection unit can stop or start the energy transfer using the provided stop / actuation signal. As the control unit, for example, an existing charging device of an electric vehicle can be used. Alternatively, another controller configured as part of the energy transmission configuration (eg, as part of the charging cable) may be provided.
エネルギー伝送構成の一実施形態において、送電線はさらに、電気的に駆動可能な車両のトラクションバッテリと結合され、制御ユニットは、停止信号に基づいてトラクションバッテリの充電過程を中断するよう構成される。 In one embodiment of the energy transfer configuration, the transmission line is further coupled to an electrically driveable vehicle traction battery, and the control unit is configured to interrupt the charging process of the traction battery based on the stop signal.
これは、本発明に係るエネルギー伝送構成の好適な実施形態である。その際に、送電線は、好適に適切な充電装置によってトラクションバッテリと結合される。これにより、電気的に駆動される車両は、各任意の規格ソケットで充電可能である。特別なアンロック/インタロックの仕組みは必要ではない。電気プラグは常時、割り当てられたソケット接触子から分離可能であり、その際に、アーク放電の危険性が生じることはない。 This is a preferred embodiment of the energy transmission configuration according to the present invention. In doing so, the transmission line is preferably coupled to the traction battery by a suitable charging device. Thereby, the electrically driven vehicle can be charged by each arbitrary standard socket. No special unlock / interlock mechanism is required. The electrical plug is always separable from the assigned socket contact, in which case there is no risk of arcing.
本発明に係る電気プラグの特徴、特性、および利点は、本発明に係るエネルギー伝送構成にも対応して当てはまりまたは適用されうる。 The features, characteristics and advantages of the electrical plug according to the present invention can be applied or applied correspondingly to the energy transmission configuration according to the present invention.
図1には、電気自動車が概略的に示されており、全体として符号10が付されている。代替的な実施例において、車両10は、プラグインハイブリッド自動車であってもよい。電気自動車10は、典型的に、原動機として利用される図1には詳細に示されない電気的な回転磁界機器を有する。さらに、電気自動車10は、この電気的な回転磁界機器の駆動のために電気エネルギーを提供するトラクションバッテリ12を有する。トラクションバッテリ12は、電気自動車10が特定時間の間駆動された後に再び充電される必要がある。このために、電気自動車10は充電ステーション14に接続され、この充電ステーション14自体は、電気的なエネルギー供給ネットワーク16と結合されている。充電ステーション14はソケット接触子18を有し、このソケット接触子18は、本例では規格ソケットに相当し、電気自動車10を充電ステーション14に接続する役目を果たす。さらに、充電ステーション14は、エネルギー伝送ユニット20を有し、このエネルギー伝送ユニット20によって、ソケット接触子18がエネルギー供給ネットワーク16と結合される。
FIG. 1 schematically shows an electric vehicle, which is generally designated by
電気自動車10を充電するために、トラクションバッテリ12は、エネルギー伝送構成22によって、すなわち本例では充電ケーブル22によって充電ステーション14と電気的に接続される。充電ケーブル22は、電気プラグ24と、1の末端でプラグ24と電気的に結合された送電線26とを有する。送電線26の他の末端は、充電装置27によって、電気自動車10のトラクションバッテリ12と電気的に接続されている。電気自動車10とエネルギー供給ネットワーク16との間の電気接触を確立するために、プラグ24がソケット接触子18に差し込まれる。
In order to charge the
(例えば、電気自動車10で走行することが必要であるために)トラクションバッテリ12の充電過程を終了するためには、プラグ24をソケット接触子18から外す必要がある。本発明に基づいて、プラグ24は、電気プラグ24とソケット接触子18との間の差込み接続の解消を早期に検出し、当該検出に基づいて停止信号を提供し、プラグ24とソケット接触子18との間の電気接続が絶たれる前に、トラクションバッテリ12とエネルギー供給ネットワーク16との間のエネルギー伝送を中断するよう構成される。これにより、プラグ24とソケット接触子18との間でアーク放電が発生することが回避されうる。したがって、充電ケーブル22の利用者にとっては火傷の危険性が生じない。さらに、プラグ24とソケット接触子18が損傷から護られる。
In order to terminate the charging process of the traction battery 12 (for example, because it is necessary to run on the electric vehicle 10), the
より詳細な解説のために、図2に、エネルギー伝送構成22または充電ケーブル22の詳細図が示される。
For a more detailed explanation, a detailed view of the
プラグ24は、プラグハウジング28を有し、このプラグハウジング28内には2つの接続ピン30a、30b(電気接続ピン)が部分的に収容されている。接続ピン30aは、差込み部32aと結合部34aとを有し、接続ピン30bは、差込み部32bと結合部34bとを有する。差込み部32a、32bは、接続ピン30a、30bとソケット接触子18とを電気的に結合するために、ソケット接触子18との解消可能な差込み接続を確立するよう構成される。結合部34a、34bは、接続ユニット36と結合されており、接続ユニット36は、電気エネルギーの伝送のために、接続ピン30a、30bを送電線26と電気的に結合する。
The
本発明に基づいて、電気プラグ24は検出ユニット38をさらに有し、この検出ユニット38は、接続ピン30に対して加えられる牽引力を検出するよう構成される。追加的または代替的に、検出ユニット38は、ソケット接触子18に対する相対的な接続ピン30の移動を検出するよう構成されてもよい。
In accordance with the present invention, the
プラグ24がソケット接触子18から抜かれる場合には、プラグ24に対して特定の牽引力が加えられるに違いない。検出ユニット38は、例えば、接続ピン30に作用する力を検出して、力に関する閾値と比較する。測定された牽引力が力に関する閾値を超える場合には、プラグ24とソケット接触子18との間の差込み接続の解消が検出される。その結果として、検出ユニット38は停止信号を生成して、制御ユニット40に伝達する。停止信号に基づいて、制御ユニット40は、接続ピン30とソケット接触子18との間の電気接続が絶たれる前に、エネルギー供給ネットワーク16とトラクションバッテリ12との間のエネルギー伝送を中断する。したがって、アーク放電は防止される。制御ユニット40は、本実施例では、プラグ24と共に充電ケーブル22の一部を形成する別体のユニットとして設けられる。代替的な実施形態において、電気自動車10内に既に存在する充電装置が、停止信号に従ってエネルギー伝送を制御するために使用されてもよい。
When the
さらに、検出ユニット38を利用して、ソケット接触子18に対する相対的な接続ピン30の移動を検出するという可能性が生じる。電気プラグとソケット接触子18との間の差込み接続が解消される場合には、接続ピン30はソケット接触子18から抜かれているに違いない。接続ピン30の検出された移動が、予め定められた移動に関する閾値(すなわち、予め定められた最大移動区間)を超える場合には、差込み接続の解消が検出されて、制御ユニット40に伝えられる。
Furthermore, the possibility of using the
その際には、有利に、接続ピン30とソケット接触子18との間の電気接触が絶たれる前に、差込み接続の解消を検出しこれによりトラクションバッテリ12とエネルギー供給ネットワーク16との間のエネルギー伝送を停止しうるように、力に関する閾値および移動に関する閾値の大きさが設定される。ただし、上記閾値は、エネルギー伝送を安定させるために、プラグ24が僅かに振動しただけでトラクションバッテリ12の充電過程が中断されないような大きさに選択される必要がある。
In that case, advantageously, the disconnection of the plug-in connection is detected before the electrical contact between the
さらに、プラグ24がソケット接触子18に差し込まれているか、したがってプラグ24が差込み過程の終りにソケット接触子18内に完全に収容されているかを、検出ユニット38によって確認することが可能である。このために、検出ユニット38は、ソケット接触子18に対する相対的な接続ピン30の移動を検出する。ソケット接触子18に対して相対的な特定の位置に接続ピン30が達した際には、ソケット接触子18へのプラグ24の差込みが検出され、作動信号が生成され、トラクションバッテリ12の充電過程を開始するために制御ユニット40へと転送される。
Furthermore, it is possible to check by means of the
エネルギー伝送の、制御された作動または停止によって、充電ケーブル22の可能な限り高い動作信頼性が保証される。
A controlled activation or deactivation of the energy transfer ensures the highest possible operational reliability of the charging
以下の図3〜図5では、電気プラグ24と特に本発明に係る検出ユニット38との様々な実施形態が概略的に示されている。以下の図では、検出ユニット38の様々な実現形態に焦点が当てられるため、プラグ24の他の構成要素は、分かり易さのために図3〜図5には示されない。
In the following FIGS. 3 to 5 various embodiments of the
図3は、ソケットハウジング28と接続ピン30とを備えたプラグ24を示している。本実施例では、検出ユニット38は、接続ピン30a、30bとそれぞれ機械的に結合された力測定素子42a、42bを有する。この力測定素子42によって、差込み接続が解消/確立される際に接続ピン30に対して加えられる力が測定されうる。例えば、プラグ24がソケット接触子18から抜かれる場合には、力測定素子42は、接続ピン30に対して加えられる牽引力を測定する。測定された牽引力が、予め定められた力に関する閾値を超える場合には、差込み接続の解消が検出され、停止信号が制御ユニット40に伝達される。本実施形態では、力に関する閾値は有利に、力測定素子42が差込み接続の確立時の圧縮力を検出するように定められる。検出された圧縮力は、力に関する閾値として検出ユニット38に格納される。本実施形態では、差込み接続の解消時に検出された牽引力が、差込み接続の確立時の圧縮力を上回る場合に、停止信号が制御ユニット40に伝達される。その際に、牽引力が、プラグを直接抜くことによって生じるか、または、送電線26を引っぱることによって生じるかは重要ではない。
FIG. 3 shows a
図4には、本発明に係るプラグ24のさらなる別の実施形態が示されている。検出ユニット38は、摺動可能な要素28’を有し、この摺動可能な要素28’は本例では、プラグハウジング28’またはプラグハウジング28’の一部に相当する。この摺動可能な要素は、図4では矢印44a、44bで示されるように、接続ピン30に対して摺動可能に保持される。検出ユニット38はさらにばね要素46a、46bを有し、このばね要素46a、46bは、図4に示される初期位置に摺動可能な要素28’を保つために、当該摺動可能な要素28’に対して力を加える。
FIG. 4 shows yet another embodiment of a
ソケット接触子18から電気プラグ24が抜かれる際には、ソケットハウジング28’または摺動可能な要素28’に対して牽引力が加えられる。この牽引力が、ばね要素により提供される予圧力であって、本実施例では力に関する閾値に相当する上記予圧力を上回る場合には、摺動可能な要素28’は、図4に示される初期位置から右に動かされる。これにより、例えば、図4では詳細には示されない検出ユニット38のスイッチが作動され、このスイッチが停止信号を生成する。したがって、接続ピン30とソケット接触子18との間の電気接続が絶たれる前に、送電線26を介したエネルギー伝送が、制御ユニット40によって中断されうる。
When the
図5には、本発明に係るプラグ24のさらなる別の実施形態が示されている。検出ユニット38は、接続ピン30に対して摺動可能に(図5の矢印50a、50b参照)保持される摺動機構48a、48bを有する。この摺動機構48a、48bは、本実施例では、各接続ピン30a、30bと同軸上に配置されるスリーブ48a、48bとして構成される。さらに、検出ユニット38は、さらなる別のばね要素52a、52bを有し、このさらなる別のばね要素52a、52bは、プラグハウジング28で支持され、スリーブ48a、48に対して圧縮力(図では左方向の力)を加える。
FIG. 5 shows yet another embodiment of a
プラグ24がソケット接触子18に差し込まれる場合には、スリーブ48は、ソケット接触子18の基部で支持される。これにより、スリーブ48は、差込み過程を経て完全にプラグハウジング28内に押し込まれる。予め定められた最終位置にスリーブ48が到達し次第、検出ユニット38によって、ソケット接触子18へのプラグ24の差込みが検出され、作動信号が制御ユニット40に伝達される。この作動信号に基づいて、制御ユニット40は、エネルギー伝送を開始することが可能である。
When the
ソケット接触子18からプラグ24が抜かれる際には、スリーブ48は、さらなる別のばね要素52によって、プラグハウジング28から再び押し出される。この移動の際にスリーブ48が、予め定められた区間、すなわち予め定められた移動に関する閾値を超える場合には、差込み接続の解消が検出ユニット38によって検出されて停止信号が生成され、停止信号が、エネルギー伝送を停止するために制御ユニット40へと伝達される。
When the
したがって、本実施形態では、ソケット接触子18に対する相対的な接続ピン30の移動が、スリーブ48を利用して検出される。この検出された接続ピン30の移動に従って停止信号/作動信号が生成される。
Therefore, in this embodiment, the movement of the
本発明に係るプラグ24と本発明に係るエネルギー伝送構成22との好適な実施形態を示してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更および修正を行うことが可能であると理解されたい。
Although preferred embodiments of the
例えば、検出ユニット38によって、制御ユニット40内で所定の閾値との比較により評価される力測定信号または移動信号のみが提供されてもよい。これにより、制御ユニット40内では差込み接続の解消/確立が検出され、その結果としてエネルギー伝送の開始/停止が始められる。
For example, the
さらに、検出ユニット38の複数の様々な実施形態を組み合わせるという可能性もあり、これにより、差込み接続の解消/確立についての検出の信頼性が向上する。
Furthermore, it is possible to combine several different embodiments of the
さらに、本発明に係るプラグ24または本発明に係るエネルギー伝送構成22は、電気自動車/プラグインハイブリッド自動車の充電ケーブルのみならず、例えば、家電または電気工具のような任意の電気機器でも使用することが可能である。電力消費量が高いあらゆる電気機器で本発明に係る電気プラグを利用することは特に有利である。
Furthermore, the
Claims (14)
−差込み部(32)と結合部(34)とを有する少なくとも1つの電気接続ピン(30)であって、前記結合部(34)は前記接続ユニット(36)と電気的に結合され、前記差込み部(32)は、前記電気接続ピン(30)とソケット接触子(18)とを電気的に結合させるために、割り当てられた前記ソケット接触子(18)との解消可能な差込み接続を確立するよう構成される、前記少なくとも1つの電気接続ピン(30)と、
−前記電気接続ピン(30)に加えられる牽引力、および/または、前記ソケット接触子(18)に対する相対的な前記電気接続ピン(30)の移動を検出し、前記電気エネルギーの伝送を中断するための停止信号を提供するよう構成された検出ユニット(38)と、
を有し、
前記検出ユニット(38)は、前記電気接続ピン(30)の前記移動に基づいて摺動可能な摺動機構(48)を有し、
前記検出ユニット(38)は、前記摺動機構(48)が初期位置に対して前記移動に関する閾値の分だけ摺動した場合に、前記停止信号を提供するよう構成され、
前記検出ユニット(38)は、さらなる別のばね要素(52)を有し、
前記さらなる別のばね要素(52)は、前記電気接続ピン(30)の前記移動に対応して前記摺動機構(48)を摺動させるために、前記摺動機構(48)に対して力を加えるよう構成される、電気プラグ(24)。 A connection unit (36) that can be coupled to a transmission line (26) for transmission of electrical energy;
At least one electrical connection pin (30) having a plug (32) and a coupling (34), wherein the coupling (34) is electrically coupled to the connection unit (36) and the plug The part (32) establishes a releasable plug-in connection with the assigned socket contact (18) to electrically couple the electrical connection pin (30) and the socket contact (18). Said at least one electrical connection pin (30) configured as follows:
Detecting the traction force applied to the electrical connection pin (30) and / or the movement of the electrical connection pin (30) relative to the socket contact (18) and interrupting the transmission of the electrical energy; A detection unit (38) configured to provide a stop signal of
I have a,
The detection unit (38) has a sliding mechanism (48) that can slide based on the movement of the electrical connection pin (30),
The detection unit (38) is configured to provide the stop signal when the sliding mechanism (48) slides relative to an initial position by a threshold value related to the movement;
The detection unit (38) has yet another spring element (52),
The further further spring element (52) is a force against the sliding mechanism (48) to slide the sliding mechanism (48) in response to the movement of the electrical connection pin (30). An electrical plug (24) configured to add
前記力測定素子(42)は、前記電気接続ピン(30)と機械的に結合され、かつ、前記差込み接続が解消された際の前記電気接続ピン(30)と前記ソケット接触子(18)との間の力に基づいて前記牽引力を検出するよう構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気プラグ。 The detection unit (38) has a force measuring element (42),
The force measuring element (42) is mechanically coupled to the electrical connection pin (30), and the electrical connection pin (30) and the socket contact (18) when the plug-in connection is canceled. The electrical plug according to claim 1, wherein the electrical plug is configured to detect the traction force based on a force between.
前記力に関する閾値は、前記差込み接続が確立される際に検出された前記圧縮力の値である、請求項4に記載の電気プラグ。 The force measuring element (42) is configured to detect a compressive force between the electrical connection pin (30) and the socket contact (18) when the plug-in connection is established;
The electric plug according to claim 4, wherein the threshold value relating to the force is a value of the compressive force detected when the plug-in connection is established.
前記摺動可能な要素(28’)は、予圧力によって初期位置に保たれ、前記牽引力が前記予圧力を超える場合に前記初期位置から移動可能であり、
前記予圧力は、前記力に関する閾値である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気プラグ。 The detection unit (38) has a slidable element (28 ′),
The slidable element (28 ′) is held in an initial position by preload and is movable from the initial position when the traction force exceeds the preload;
The electric plug according to claim 1, wherein the preload is a threshold value related to the force.
−差込み部(32)と結合部(34)とを有する少なくとも1つの電気接続ピン(30)であって、前記結合部(34)は前記接続ユニット(36)と電気的に結合され、前記差込み部(32)は、前記電気接続ピン(30)とソケット接触子(18)とを電気的に結合させるために、割り当てられた前記ソケット接触子(18)との解消可能な差込み接続を確立するよう構成される、前記少なくとも1つの電気接続ピン(30)と、
−前記電気接続ピン(30)に加えられる牽引力、および/または、前記ソケット接触子(18)に対する相対的な前記電気接続ピン(30)の移動を検出し、前記電気エネルギーの伝送を中断するための停止信号を提供するよう構成された検出ユニット(38)と、
を有し、
前記検出ユニット(38)は、前記電気接続ピン(30)の前記移動に基づいて摺動可能な摺動機構(48)を有し、
前記検出ユニット(38)は、前記摺動機構(48)が初期位置に対して前記移動に関する閾値の分だけ摺動した場合に、前記停止信号を提供するよう構成され、
前記摺動機構(48)は、前記電気接続ピン(30)と同軸上に配置されたスリーブを有する、電気プラグ。 A connection unit (36) that can be coupled to a transmission line (26) for transmission of electrical energy;
At least one electrical connection pin (30) having a plug (32) and a coupling (34), wherein the coupling (34) is electrically coupled to the connection unit (36) and the plug The part (32) establishes a releasable plug-in connection with the assigned socket contact (18) to electrically couple the electrical connection pin (30) and the socket contact (18). Said at least one electrical connection pin (30) configured as follows:
Detecting the traction force applied to the electrical connection pin (30) and / or the movement of the electrical connection pin (30) relative to the socket contact (18) and interrupting the transmission of the electrical energy; A detection unit (38) configured to provide a stop signal of
Have
The detection unit (38) has a sliding mechanism (48) that can slide based on the movement of the electrical connection pin (30),
The detection unit (38) is configured to provide the stop signal when the sliding mechanism (48) slides relative to an initial position by a threshold value related to the movement;
It said sliding mechanism (48) includes a sleeve disposed on the electrical connection pin (30) and coaxial, electrical plugs.
−前記電気プラグ(24)の接続ユニット(36)と電気的に結合された送電線(26)と、
−前記電気プラグ(24)の検出ユニット(38)と電気的に結合され、前記検出ユニット(38)の停止信号および/または作動信号に基づいて前記送電線(26)を介した電気エネルギーの伝送を制御するよう構成された制御ユニット(40)と、
を備えたエネルギー伝送構成(22)。 An electrical plug (24) according to any one of claims 1 to 12,
A transmission line (26) electrically coupled to the connection unit (36) of the electrical plug (24);
Transmission of electrical energy via the transmission line (26) electrically coupled to the detection unit (38) of the electrical plug (24) and based on a stop signal and / or activation signal of the detection unit (38) A control unit (40) configured to control
An energy transmission configuration (22) comprising:
前記制御ユニット(40)は、前記停止信号に基づいて前記トラクションバッテリ(12)の充電過程を中断するよう構成される、請求項13に記載のエネルギー伝送構成。 The power transmission line (26) is further coupled with a traction battery (12) of an electrically drivable vehicle (10),
The energy transmission arrangement according to claim 13, wherein the control unit (40) is arranged to interrupt the charging process of the traction battery (12) based on the stop signal.
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